変圧器各タップの%インピーダンスについて

質問

変圧器の%インピーダンスの算出についてどなたか教えてください。
基準タップにおける%インピーダンスは変圧器の銘板から分かっているのですが、その他のタップにおける%インピーダンスは基準タップの%インピーダンスから算出できますか。単純に変圧器比の比例でよいでしょうか。

回答No.3

Denkigishi · ベストアンサー

短絡電流などの計算に％Zを使うのは、％Zが系統電圧に関係なく計算ができるというメリットがあるからです。ご質問の場合にもう少し前提条件をはっきりさせる必要はありますが、次の前提条件であれば、％Zは同じです。
（１）一次タップを切り替える理由が、一次の実際の電圧に合わせるため、言い換えると二次電圧を定格電圧に維持するために行う。
例えば、実際の電圧が6600Vの時には6600Vのタップ、実際の電圧が6000Vの時には6000Vのタップを使うという場合です。
（２）変圧器の容量は厳密に言うと変わる可能性があるが、％Zを比較するための基準容量は同じとする。
別の回答者の方が計算式で説明されているので、タップを6600Vから6000Vに変えた場合に各値がどうなるかを概説します。
（１）二次側を完全短絡して、二次電流Ｉ2＝二次定格電流となるような一次電圧をインピーダンス電圧とする。
（２）一次タップが6600Vのときの各値を以下とする。
　・巻線比　ａ：１
　・一次換算等価インピーダンス：Ｚａ
　・一次電流　Ｉ1
　・インピーダンス電圧：Ｖa
　・％インピーダンス　Va／6600（×100%）
（３）一次タップが6000Vのときの各値は次のように変わる。
　・巻線比　ａ／1.1　：１
　・一次換算等価インピーダンス：Ｚａ／(1.1)^2　
　・一次電流　1.1×Ｉ1
　・インピーダンス電圧：Ｖa／1.1
　・％インピーダンス　（Va／1.1）／6000（×100%）＝Va／6600（×100%）
以上を言葉で説明すると、一次タップを6600Vから6000Vに変えると一次換算インピーダンス（Ω値）は21%小さくなるが、二次電流は同じであるから一次電流が10%増加するので、インピーダンス電圧は両者の積から10%減少する。
％Zはインピーダンス電圧を系統電圧で割ったものなので、分子と分母がいずれも１０％減となり、結局、6600Vの時と同じ％Z値である。

お礼

お礼が大変遅くなり申し訳ありません。
参考になりました。
ありがとうございました。
良回答とさせていただきます。

回答No.2

ruto

No1です少し勘違いしてました。銘板の%Zを元にして、各タップの%インピーダンスを%Ztとすれば
%Zt＝（V1/Vt）^2・%Z　になります。
　V1：定格1次電圧kV
　Vt：1次タップ電圧kV

補足

ありがとうございました。
補足で確認させてください。
（V1/Vt）^2ですと
各タップの%インピーダンスの差が
大きくなりすぎのような気がしますがこんなものでしょうか。
疑っているようで申し訳ありません。

回答No.1

ruto

変圧器の容量、2次側のインピーダンスを一定とすれば、1次側の定格電圧とタップ電圧の比の自乗に反比例します。２次側は一定とする。
　タップ電圧を上げると%Zは下がります。
参考：　
　%Z1＝Z1・Ｐ/（10・V1^2）%
　　Z1：1次側から見たインピーダンス。Ω
　　V1：1次側定格電圧　kV
　　Ｐ：変圧器容量　kVA
　　%Z1：1次側から見た％インピーダンス